1 BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƢỚC VÀ KIỂM CHỨNG TRÊN MATLAB SIMULINHK ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2015 2 BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƢỚC VÀ KIỂM CHỨNG TRÊN MATLAB SIMULINHK ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên: Trần Hồng Nam Người hướng dẫn: T.S Nguyễn Trọng Thắng HẢI PHÕNG-2015 3 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÖC o0o BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Trần Hồng Nam – mã SV: 1012102005 Lớp : ĐC1401- Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp. Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng điều khiển mờ cho hệ thống điều khiển mức nước và kiểm chứng trên matlab-Simulink. 4 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp: 5 CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ 1. Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đỗ Thị Hồng Lý Thạc sĩ Trường Đại học dân lập Hải Phòng Toàn bộ đồ án Người hướng dẫn thứ 2. Họ và tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2015. Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng……năm 2015. Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N. Sinh viên Trần Hồng Nam Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Cán bộ hướng dẫn ĐT.T.N T.S Nguyễn Trọng Thắng Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ 6 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ ) 3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày… tháng……năm 2015 Cán bộ hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) 7 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ) Ngày……tháng…….năm 2015 Người chấm phản biện (Ký và ghi rõ họ tên) 8 LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của các ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thong tin, ngành kỹ thuật điện tử, ngành tưh động hóa đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới. Tự động hóa không những làm giảm nhẹ sức lao động cho con người mà còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải thiện chất lượng sản phẩm. Chính vì thế tự động hóa ngày càng khẳng định được vị trí cũng như vai trò của mình trong các ngành công nghiệp và đang được phổ biến rộng rãi tring các hệ thống công nghiệp trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Không chỉ dừng lại ở đó, sự phát triển của tự động hóa còn đem lại nhiều tiện ích phục vụ đời sống hang ngày cho con người. Một minh chứng rõ nét chính là sự ra đời của chuông báo tự động và nhiều tiện ích hơn, đa năng hơn. Để phục vụ tốt hơn nữa đời sống con người trong thời điểm xã hội ngày càng hiện đại và phát triển hiện nay, vẫn luôn đòi hỏi cải tiến hơn nữa công nghệ cùng những tính năng tiện ích cho chuông tự động báo. Việc ứng dụng thành công các thành tựu của lý thuyết điều khiển tối ưu, công nghệ thong tin, công nghệ máy tính, công nghệ điện điện từ và các lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác trong những năm gần đây đã dẫn đến sự ra đời và phát triển thiết bị điều khiển logic có khả năng lập trình (PLC). Cũng từ đây đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực kỹ thuật điều khiển. Ngày nay ai cũng biết rõ rằng công nghệ PLC đóng vai trò quan trọng trong năng lượng cơ và làm bộ não cho các bộ phận cần tự động hóa và cơ giới hóa. Dó đó điều khiển logic lập trình (PLC) rất cần thiết với các kỹ sư cơ khí và các kỹ sư điện, điện từ, từ đó giúp họ nắm được phạm vi ứng dụng rộng rãi và kiến thức về PLC cũng như cách sử dụng thong thường. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em được giao nhiệm vụ và nghiên cứu với đề tài: “Ứng dụng” Đây là một đề ài không hoàn toàn là mới nhưng nó rất phù hợp với thực tế ở các công ty, nhà máy có thời gian làm việc chia theo ca kíp, càng đi sâu nghiên cứu càng thấy nó hấp dẫn và thấy được vài trò của nó trong việc điều khiển tự động. Xác địng được nhiệm vụ của mình em đã cố gắng hết sức, tập trung tìm hiểu Kết quả thu được chưa nhiều do còn hạn chế về kiến thức, thời gian và kinh nghiệm nhưng nó giúp e có thêm kiến thức để sau khi ra trường có nền tảng tiếp cận được với cong nghệ mới. Trong qua trình làm đồ án do trình độ hiểu biết của em có hạn, nên nội dung đồ án không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô cũng như mọi người quan tâm đến vấn đề nay. Qua đồ án này cho em xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo () người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình, giúp đỡ chỉ bảo cho em, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa vầ nhà trường đã giúp đỡ và tào điều kiện thuận lợi cho em để hôm nay e hoàn thành đồ án một cách đầy đủ. 9 CHƢƠNG 1. CHUÔNG TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG TY TNHH FEDERAL VIỆT NAM KCN TRÀNG DUỆ, AN DƢƠNG, HP 1.1. CHUÔNG TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG TY Trước đây tại các nhà máy, phân xưởng để thuận tiện cho việc thông báo giờ nghỉ giữa các ca cho công nhân người ta sử dụng tiếng kẻng bào hiệu. Tại các nhà máy trước đây quy mô sản xuất nhỏ ít được phân khu số lượng công nhân ít. Vì vậy việc sử dụng kẻng báo ca làm việc khá thích hợp. Nhưng ngày nay tại các nhà máy có quy mô lớn và được chia theo nhiều khu sản xuất thì việc sử dụng tiếng kẻng để báo ca không còn hợp lý là do cá nguyên nhân: Điện tích của nhà máy lớn( thường hàng nghìn m2) Số lượng công nhân rất lớn. Cách bố trí dây truyền của nhà máy theo từng khu. Từ những nguyên do trên mà ta không thể sử dụng kẻng để báo ca làm việc. Thay vào đó là hệ thống chuông bấm. Hệ thống chuông điện giải quyết được các vấn đề sau: Lắp đặt dễ dàng, hệ thống bao gồm nhiều chuông được bố trí ở nhiều địa điểm cần thiết. Việc điều khiển rất đơn giản, chỉ cần một người bảo vệ ngồi trong phòng ấn nút điều khiển. Độ tin cậy cao. Nhưng nhược điểm lớn nhất của hệ thống chuông bấm này chính là con người. phải mất một người thường xuyên phải trực ở đó để bấm chuông báo giờ. Đôi khi người trực ngủ quên hoặc xem nhầm giờ và rất nhiề nguyên nhân khác quan khác ảnh hưởng đến sự sai lệch thời gian cam làm việc khó phân biệt tiếng chuông và đầu ca làm và kết thúc ca làm việc. Đứng trước vấn đề này cần phải thiết kế hệ thống chuông báo tự động tại nhà máy. Hệ thống chuông tự động có ưu điểm: Thuật toán lập trình đơn giản. Độ chính xác, độ tin cậy rất cao. Không cần có người trực điều khiển, chỉ cần ấn nút khởi động một lần hệ thống sẽ chạy tự động hoàn toàn và lien tục trong nhiều năm lien tiếp. Phân biệt rõ tiếng chuông và ca làm việc, nghỉ giữa ca và kết thúc ca. 10 1.2. PHÂN TÍCH MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU ĐỒ ÁN 1.2.1. Mục đính: - Hệ thống báo chuông tại các thời điểm vào, ra của các ca làm việc. - Hệ thống có khả năng tính lại giờ. - Thời gian kéo dài chuông vào ca làm việc và nghỉ giải lao là khác nhau. - Hệ thống chuông được dùng đi dây điện đồng bộ 220V. 1.2.2. Yêu cầu: - Hệ thống làm việc ổn định. - Có khả năng đưa mô hình vào ứng dụng trong thực tế. 1.2.3. Thời gian các ca làm việc. Trong quá trình đi thăm quan công ty TNHH Federal Việt Nam KCN Tràng Duệ, An Dương , HP thời gian giữa các ca làm việc như sau: Có 3 ca làm việc mỗi ngày, mỗi ca làm việc 8 tiếng đồng hồ, giữa một ca công nhân được nghỉ 30 phút. Riêng thời gian của các ca là 5 phút. Ta chia làm 3 ca: Ca 1 : 6h5 đến 14h Ca 2 : 14h5 đến 22h Ca 3 : 22h5 đến 6h sáng hôm sau 1.3. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUÔNG ĐIÊN 1.3.1. Cấu tạo [...]... I/O nhiều hơn Trong PLC phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình điều khiển và sử lý hệ thống, chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bằng một chương trình Chương trình này sẽ nạp sẵn vào bộ nhớ của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này Như vậy, nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ ta chỉ cần thay đổi chương... thực thi điều đó phụ thuộc vào chương trình điều khiển được giữ trong bộ nhớ Hệ thống bus là tuyến dung để truyền tín hiệu, hệ thống gồm nhiều đường tín hiệu song song : 17 Address bus: bus địa chỉ dung để truyền địa chỉ tới cá module khác nhau Data bus: bus dung để truyền dữ liệu Control bus: bus điều khiển dung để truyền các tín hiệu định thì và điều khiển đồng bộ các hoạt động trong PLC Hệ thống Bus... vi ứng dụng của Simatic S7 1200 S7 – 1200 bao gồm các họ CPU 1211C, 1212C, 1214C mỗi loại có các chức năng khác nhau thích hợp cho từng loại ứng dụng Các kiểu cấp nguồn và đầu vào ra có thể là DC/DC/DC/DC hay DC/DC/Rly Đều có khe cắm thẻ nhớ, dung khi mở rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay cac cập nhật firmware Chuẩn đoán lỗi online/offline Một đồng hồ thời gian thực cho các ứng dụng. .. PLC Phạm vi ứng dụng: giá trị Tag có thể được sử dụng mọi khối chức - năng trong PLC - Ứng dụng: binary I/O, Bits of memory - Định nghĩa vùng: Bảng tag của PLC - Miêu tả: Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép 2.4.3.2 Tag Local - Phạm vi ứng dụng: giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mô tả tương tự có thể được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau - Ứng dụng: tham... là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trình người dùng Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quá trình: +Xử lý chương trình theo quá trình +Báo động – kiểm soát xử lý chương trình +Xử lý lỗi Startup OB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB : có thể chèn và lập trình các khối này trong các project Không cần phải gán các thông số cho chúng và cũng không cần gọi chúng... mở rộng tín hiệu vào/ra Các module mở rộng tín hiệu vào/ra được gắn trực tiếp vào phía bên phải của CPU Với dải rộng các loại module tín hiệu vào/ra số và analog, giúp linh hoạt trong sử dụng S7 1200 tính đa dạng của các module tín hiệu vào/ra sẽ được tiếp tục phát triển 2.2.6 Module Analog SM tín hiệu module cho các đầu vào ra Analog ( cho CPU 1212C tối đa của 2 SM có thể sử dụng, cho 1214C là 8) 2.2.7... cung cấp năng lượng dự trữ cho RAM từ vài tháng cho đến vài năm Xu hướng hiện nay sử dụng CMOSRAM do khả năng tiêu thụ thập và tuổi thọ cao EPROM là bộ nhớ mà người sử dụng bình thường có thẻ đọc chứ không ghi được nộ dung vào, nội dung của EPROM không bị mất khi mất nguồn, nó được già sẵn trong máy, đã đuọc nhà sản xuất nạp và chứa sẵn hệ điều hành Nếu người dung không muốn sử dụng bộ nhớ thì chỉ dung... đại diện bằng dấu # Sử dụng Tag trong hoạt động 23 - Layout: bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị trong CPU Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng trong project - Colum: mô tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc có thể kéo nhả như một lệnh chương trình - Name: chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU - Data type:... của RAM và có tính ổn định Nội dung của nó có thể xóa và lập chương trình bằng điện tuy nhiên số lần là có giới hạn 2.4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TIA PORTAL V12 2.4.1 Làm việc với một trạm PLC 2.4.1.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động lien tục hoàn hảo Một hệ thống kỹ thuật mới Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ... chung trên một nền phần mềm là TIA Portal V10.5 hoặc version cao hơn Các thao tác lập trình thực hiện theo cách kéo – thả, do đó tạo sự dễ dàng cho người sử dụng, lập trình nhanh chóng, đơn giản, chính xác trong sự truyền thông kết nối theo tags Tích hợp sẵn các đầu vào ra, cùng với các board tín hiệu, khi cần mở rộng ứng dụng với số lượng đầu vào ra ít sẽ tiết kiệm được chi phí, không gian và phần cứng . Nghiệp. Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng điều khiển mờ cho hệ thống điều khiển mức nước và kiểm chứng trên matlab-Simulink. 4 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải. ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƢỚC VÀ KIỂM CHỨNG TRÊN MATLAB SIMULINHK ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ. ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỨC NƢỚC VÀ KIỂM CHỨNG TRÊN MATLAB SIMULINHK ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ